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太阳能学报 2023年第10期44卷 531-540页

作者：马丙泰刘海涛郝思鹏陆恒张埕瑜南京工程学院电力工程学院南京211167 江苏省配电网智能技术与装备协同创新中心南京211167

为提升微电网经济效益,需充分考虑新能源发电的间歇性和混合储能系统(HESS)的高成本问题。提出一种基于价格型需求响应的HESS微网双层预测能量管理系统(EMS)模型。考虑价格对需求响应的影响,基于HESS的放电深度和使用寿命的退化成本;对... 详细信息

为提升微电网经济效益,需充分考虑新能源发电的间歇性和混合储能系统(HESS)的高成本问题。提出一种基于价格型需求响应的HESS微网双层预测能量管理系统(EMS)模型。考虑价格对需求响应的影响,基于HESS的放电深度和使用寿命的退化成本;对电池和超级电容器的长期成本进行建模,并转换为实时的短期成本。双层EMS中上层实现基于价格需求响应条件下总运营成本最小化,下层降低由预测误差引起的波动及负荷功率变化带来的影响,以保持较高的系统稳定性。算例从不同的预测时间范围和预测准确性两种情况进行分析,表明了两层EMS的有效性;考虑价格需求响应后,超级电容器能够快速平抑因价格调整引起的负荷功率变动;同时降低了电池平均退化成本及系统平均运营成本,提升经济效益。

关键词：微电网储能能量管理系统价格需求响应退化成本运营成本

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平抑风电波动的混合储能容量配置优化与控制

平抑风电波动的混合储能容量配置优化与控制

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作者：卢松南昌大学

学位级别：硕士

风能作为一种清洁且可再生的能源,是目前有广阔开发前景的新型能源。随着风力发电技术的不断成熟,风能具备了大规模开发利用的条件。然而,由于风能本身存在间歇性和不确定性的特点,使得风电直接并网功率会产生短期高频波动,无法满足并... 详细信息

风能作为一种清洁且可再生的能源,是目前有广阔开发前景的新型能源。随着风力发电技术的不断成熟,风能具备了大规模开发利用的条件。然而,由于风能本身存在间歇性和不确定性的特点,使得风电直接并网功率会产生短期高频波动,无法满足并网波动标准。因此,风电功率短期波动性给电力系统的质量、可靠性和调度带来了挑战。混合储能系统(Hybrid energy storage system,HESS)能够结合电池和超级电容器等不同储能介质平抑风电波动,改风能波动对风电并网的影响。然而,如何有效协调HESS中的不同储能介质以同时达到最佳的经济性和风电平抑性能,仍是一个亟需解决的问题。为了有效的解决上述问题,开展了HESS在风力发电系统中的控制策略和容量配置的研究,旨在提高电力系统的风电并网效率和可靠性,主要研究内容包括:风电储能综合能源系统建模研究,基于变分模态分解(Variable mode decomposition,VMD)的模糊控制研究和考虑年退化成本的HESS容量配置建模研究,具体如下。首先,针对风电并网时能量转换次数频繁、系统转换效率不足等问题,提出了一个风电储能综合能源系统模型。在该模型中,选取共交流母线的HESS物理拓扑结构,以提高电池循环寿命,平抑风电场的输出波动变化。其次,在该模型中,考虑到风电波动功率场景存在聚类数目不明确、对初始聚类中心敏感的问题,限制了对风电出力场景复杂变化的准确聚类,影响了对风电波动功率的有效分析和管理等问题,提出了改进自适应因子模糊聚类算法,解决了传统模糊聚类方法存在聚类数目不准确、对初始聚类中心敏感的问题,为进一步研究HESS的控制策略和容量配置提供了数据支撑。其次,针对传统HESS控制策略中时频分布混淆,平抑风电功率波动时储能设备的容量越限问题,提出了一种基于VMD的模糊控制策略。具体而言,首先,针对现有风电功率经验模态分解中时频分布混淆的问题,利用VMD对典型场景风电波动进行解析,根据风电功率频率特性将典型场景风电波动分为高频及低频部分,获取符合并网标准的并网功率分量。随后,将剩余波动功率分量通过混合储能系统内部进行分配平抑,分别由超级电容器和锂电池消纳风电波动功率,并针对初次平抑后HESS的越限问题,采用模糊控制方法进一步调整锂电池和超级电容器的输入输出功率,以确保HESS的荷电状态保持在安全范围之内,从而提出平抑波动功率有效分配的HESS控制策略。最后,针对现有的HESS容量配置中难以准确评估其年退化成本中的经济性问题,提出了一种考虑年退化成本的HESS容量配置模型。该模型引入了改进粒子滤波算法,改善了现有锂电池寿命求解算法的收敛速度和收敛精度方面的问题。然后针对现有策略中考虑超级电容循环成本的不足,建立了超级电容年退化成本模型。最终通过整合超级电容的退化成本计算,确保在HESS容量配置中,超级电容的容量设置对经济性的影响得到准确评估。以上为优化HESS容量配置提供基础。然后建立传统的以总投资成本最小为目标的容量优化配置模型,与考虑年退化成本的HESS容量配置模型进行分析对比。综合考虑各种约束,结合HESS功率分配指令与容量优化配置的进行联合求解,得出最佳容量配置。

关键词：风电并网风电波动平抑混合储能模糊控制退化成本

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计及EV和电池储能的能源调度策略

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能源与环保 2023年第1期45卷 273-280页

作者：洪道凯王晓方王哲胡宗山熊鑫河南九域腾龙信息工程有限公司河南郑州450000

为了降低家庭用电成本,将两阶段随机规划应用于家庭能源管理系统,优化电动汽车和电池储能设备的调度策略。随机规划的决策变量是电动汽车和电池储能设备的充放电功率。为了创建随机场景,使用人工神经网络随机生成光伏系统的发电量、家... 详细信息

为了降低家庭用电成本,将两阶段随机规划应用于家庭能源管理系统,优化电动汽车和电池储能设备的调度策略。随机规划的决策变量是电动汽车和电池储能设备的充放电功率。为了创建随机场景,使用人工神经网络随机生成光伏系统的发电量、家庭用电负载、实时电价等随机变量。通过不同调度方案的实验,深入分析了退化成本、充放电率、电池成本对调度结果的影响,通过随机解度量值(VSS)来分析随机规划方法的效率,最后证明了考虑电动汽车和电池储能设备能源调度策略能够有效降低用电总成本。

关键词：电动汽车电池储能能源调度退化成本

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